本發(fā)明涉及一種電渣重熔冶煉的方法，特別是鎳基合金電渣重熔冶煉的方法。

背景技術(shù)：

電渣重熔是一種對一般冶煉方法生產(chǎn)的鋼進(jìn)行再精煉的工藝，其工作原理是電流通過渣池產(chǎn)生高溫加熱自耗電極，自耗電極頂端逐漸熔化形成金屬熔滴，脫落穿過渣池，經(jīng)水冷結(jié)晶器冷卻在金屬熔池內(nèi)凝固形成鑄錠。電渣重熔產(chǎn)品金屬純凈、組織致密、成分均勻、表面光潔、使用性能優(yōu)異。

本發(fā)明所設(shè)計的鎳基合金是含鈦含鋁的全奧氏體鐵鎳鉻合金，同時添加了Cu和Mo，在氧化和還原環(huán)境下都具有抗酸和堿腐蝕性能，主要應(yīng)用于硫酸酸洗廠用得加熱管和容器、海洋產(chǎn)品的管道系統(tǒng)、石油工業(yè)的空氣熱交換器、食品和化工工業(yè)等領(lǐng)域。此合金是典型的高鈦含鋁型合金，電渣重熔時鈦元素會大量燒損，達(dá)20%~40%，鈦的平均回收率低，而且造成了熔錠上下部位成分嚴(yán)重不均勻，如2200～2250mm的坯料，鑄錠中兩端的Al元素相差0.11%。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有鎳基合金電渣重熔冶煉的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種電渣重熔過程中鈦元素的燒損較少、鑄錠中的Al元素含量較少并重熔后合金成分較均勻的鎳基合金電渣重熔冶煉的方法。

本發(fā)明的基本構(gòu)思是通過對鋼坯切割加工及表面磨光處理，做成用于焊接的坯料，在焊接時，將鈦板加入焊接的兩塊坯料中，并焊接坯料，一方面防止脫落，另一方面防止在電渣一開始的燒損，同時對選擇的預(yù)熔渣成分和電渣重熔工藝，解決重熔過程中鈦元素的燒損問題，實現(xiàn)了此鐵鎳基合金的電渣重熔冶煉工藝。

本鎳基合金電渣重熔冶煉的方法為下述依次的步驟：

選鎳基合金制成厚150~250mm的鋼坯，鎳基合金成分的重量百分比為：

0＜C≤0.075%， 0＜Si≤1.00%， 0＜Mn≤1.50%， P≤0.050%，

S≤0.050%，0＜Al≤0.20%，Cr 18.00~25.50%，Ni 30~46%，

Mo 2.0~3.5%，Cu 1.0~3.0%， Ti 0.6~1.5%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

把鋼坯切割成長2200～2250mm、寬100～250mm的鎳基合金鋼坯，鎳基合金鋼坯打有倒角（倒角45°、邊長10mm），鎳基合金鋼坯內(nèi)表面和外表面進(jìn)行磨光處理（粗糙度Ra 2~10μm）共制作兩塊鎳基合金鋼坯。

將鈦板加工成寬度40—105mm，長度300±50mm厚1.0±0.2mm的鈦板，加在兩塊鎳基合金鋼坯中間，再對鎳基合金鋼坯進(jìn)行爆炸面焊，使鈦板夾在鎳基合金鋼坯中間；并且鈦板的寬度小于鎳基合金鋼坯坯料寬度的70mm。

電渣重熔，預(yù)熔渣系以三元渣CaF₂55±3重量份、CaO 22±2重量份與Al₂O₃ 20±2重量份為基礎(chǔ)，添加MgO 3±0.5重量份，再添加上述四種總渣量7.8%±0.5%的TiO₂，制造新的預(yù)熔渣系。新的預(yù)熔渣（包括TiO₂ ）加入量為每公斤鎳基合金鋼坯加0.045~0.065kg。

上述的鎳基合金電渣重熔冶煉的方法，其步驟特征是：在電渣重熔時，電壓40~50V，電流7800~8000A，設(shè)定熔速3.5~4.5kg/min，渣阻擺動0.25~0.35mΩ。

本發(fā)明的有益效果

按照本發(fā)明提供的方法，解決了電渣重熔過程中鈦元素的燒損問題，同時降低鑄錠中的Al元素含量20%~30%，實現(xiàn)了此鎳基合金的電渣重熔冶煉工藝。

附圖說明

圖1是鈦板夾在兩塊鎳基合金鋼坯之間的端面示意圖。

1—鎳基合金鋼坯，2—鈦板， 3—外倒角，4—內(nèi)倒角。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的具體實施方式不局限于下述實施例。

實施例一

本實施例的鎳基合金電渣重熔冶煉的方法為下述依次的步驟：

選鎳基合金制成厚220mm的鋼坯，鎳基合金成分的重量百分比為：

C：0.009%，Si：0.23%，Mn：0.43%，P：0.015%，S：0.001%，

Al：0.18%，Cr：23.23%， Ni：39.16%， Mo：2.87%， Cu：2.05%，

Ti： 0.83%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

把鋼坯切割成長 2210mm、寬220mm、高220mm的鎳基合金鋼坯1兩塊，鎳基合金鋼坯1打有外倒角3與內(nèi)倒角4，（倒角45°、外倒角3邊長10mm，內(nèi)倒角4即兩鎳基合金鋼坯1相對的倒角，兩邊長15mm），電極表面進(jìn)行磨光處理，粗糙度Ra 4.35μm。

將鈦板加工成寬度100mm，長度300mm厚1.0mm的鈦板2，加在兩塊鎳基合金鋼坯1中間，再將兩塊鎳基合金鋼坯1 焊接，使鈦板2夾在鎳基合金鋼坯1中間，見圖1。

電渣重熔，預(yù)熔渣系為55%的CaF₂、22%的CaO、20%的Al₂O₃、3%的MgO，預(yù)熔渣加入量為41.72kg，在預(yù)熔渣中添加3.25kg 的TiO₂ 。電渣重熔的電壓46V，電流7900A，設(shè)定熔速4.0kg/min，渣阻擺動0.3mΩ。

本實施例中電渣重熔后鑄錠Ti元素含量為0.83%，Al元素含量為0.16%，實現(xiàn)了電渣重熔保鈦控鋁的目的。

實施例二

本實施例的鎳基合金電渣重熔冶煉的方法為下述依次的步驟：

選鎳基合金制成厚220mm的鋼坯，鎳基合金成分的重量百分比為：

C：0.010%， Si：0.25%， Mn：0.38%， P：0.010%， S：0.001%，

Al：0.20%， Cr：23.12%， Ni：40.23%， Mo：2.96%， Cu：2.25%，

Ti：0.87%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

把鋼坯切割成長 2210mm、寬110mm、高220mm的鎳基合金鋼坯1兩塊，鎳基合金鋼坯1打有外倒角3與內(nèi)倒角4，（倒角45°、外倒角3邊長10mm，內(nèi)倒角4即兩鎳基合金鋼坯1相對的倒角，兩邊長15mm），電極表面進(jìn)行磨光處理，粗糙度Ra 5.21μm。

將鈦板加工成寬度40mm，長度300mm厚1.0mm的鈦板2，加在兩塊鎳基合金鋼坯1中間，再將兩塊鎳基合金鋼坯1 焊接，使鈦板2夾在鎳基合金鋼坯1中間，參見圖1。

電渣重熔，預(yù)熔渣系為55%的CaF₂、22%的CaO、20%的Al₂O₃、3%的MgO，預(yù)熔渣加入量為20.86kg，在預(yù)熔渣中添加TiO₂ 1.63kg。電渣重熔工藝參數(shù)為電壓45V，電流7850A，設(shè)定熔速3.8kg/min，渣阻擺動0.3mΩ。

本實施例電渣重熔后鑄錠Ti元素含量為0.87%，Al元素量為0.17%，實現(xiàn)了電渣重熔保鈦控鋁的目的。